本發(fā)明涉及高過載變壓器領(lǐng)域，具體為一種損耗小、散熱好的高過載變壓器。
背景技術(shù)：
：目前，我國農(nóng)網(wǎng)配電變壓器雖然全年大部分的時間處于輕載運行狀態(tài)，負荷主要為照明用電，負荷較小，年平均負載率也偏低，但在季節(jié)、高溫、農(nóng)忙等時期，農(nóng)村用電負荷急劇增長，可達到1.5倍到2倍負荷，在這期間配電變電器短時段嚴重過載運行，導致停電、配電變壓器燒毀等嚴重事故的頻繁發(fā)生，嚴重影響了供電。而解決配電變壓器過載運行的問題的方法包括：單純的增加配電變壓器的容量是最簡單的一種，但這種方式既造成電網(wǎng)投資成本的大幅提高，又會增加配電變壓器的空載損耗，使得電網(wǎng)運行效益顯著降低；采用可調(diào)容變壓器雖然能使總體運行損耗降低，但投資成本大幅增加是個硬傷；因此，采用一種在高負荷下具有較強負載運行能力的配電變壓器，是經(jīng)濟高效地解決這一難題的理想方案。而國內(nèi)常用的高過載變壓器主要存在有材料消耗多，散熱效果差、溫升計算偏差較大等缺點。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明意在提供一種損耗小、散熱好的高過載變壓器。本發(fā)明提供基礎(chǔ)方案是：高過載變壓器，包括鐵芯、高壓繞組、低壓繞組和油箱，低壓線圈繞制在鐵芯的一側(cè)，高壓線圈繞制在鐵芯的另一側(cè)，鐵芯、低壓線圈和高壓線圈都位于油箱內(nèi)，其中，鐵芯為由高導磁硅鋼或非晶合金疊積形成的橢圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯的磁通密度小于1.68t；低壓繞組采用紙包扁線，低壓繞組的電流密度小于3.5a/mm2；高壓繞組為橢圓多層圓筒式繞組；油箱的散熱結(jié)構(gòu)為隔板散熱結(jié)構(gòu)。說明：1.本發(fā)明中的高壓線圈指的是變壓器高壓一側(cè)的纏繞線圈；低壓線圈指的是變壓器低壓一側(cè)的纏繞線圈；2.多圓筒式繞組是一個橢圓筒形螺旋體，其線匝是用扁線彼此緊靠著繞成的；3.下文中提到的空載損耗的計算公式為：e＝4.44fbs÷10000(伏/匝)，f是電源頻率，s是鐵芯截面積，b是硅鋼片磁通密度；4.填充系數(shù)指的是階梯形的鐵芯柱的截面與鐵芯柱圓面積之比，也稱疊片系數(shù)。指一定量的電工鋼板疊片的理論體積(計算值)與實際體積(通常在一定壓力下測定)之比，也就是凈金屬占鐵芯體積的百分比。填充系數(shù)是衡量鐵芯實際緊密程度的一個量度。填充系數(shù)高意味著鐵芯體積不變時，由于電工鋼板用量增多而有更多的磁通密度通過，有效利用空間增大；5.幅值裕度：幅值就是幅度，指的是偏離平衡位置的最大距離。幅值裕度是指在幅值的基礎(chǔ)上再留有一定余地的程度，即允許存在的最大偏差。本方案的高過載變壓器的優(yōu)勢在于：相較現(xiàn)有的長方體鐵芯，采用橢圓柱體的鐵芯的磁通密度小于1.68t，在電源頻率和鐵芯截面積相同的情況下，降低了空載損耗，填充系數(shù)高，意味著，在鐵芯的磁通密度相同的情況下，本變壓器對高導磁硅鋼的疊片數(shù)量要求更少，因此也降低了對材料數(shù)量的需求，而高壓繞組的橢圓多層圓筒式油道結(jié)構(gòu)保證了線圈的排列緊密，油箱采用隔板散熱結(jié)構(gòu)后，隔板增大了油箱內(nèi)油液循環(huán)的路徑，就降低了油液的循環(huán)速度，有利于本變壓器的降溫散熱；綜上，本方案的高過載變壓器具有材料消耗少、散熱效果好的特點。進一步，油箱的內(nèi)壁采用波紋片結(jié)構(gòu)。波紋片的結(jié)構(gòu)增大了內(nèi)壁的表面積，有利于油箱的散熱，同時也增大了油箱的體積。進一步，高壓繞組截面各處均為弧形?；⌒蔚脑O計消除了直線的存在情況，降低了高壓線圈的幅值裕度，系統(tǒng)更穩(wěn)定。進一步，油箱內(nèi)盛放的絕緣油為環(huán)烷基油，絕緣油的耐熱溫度為120攝氏度。由于高過載變壓器在運行的過程中會產(chǎn)生高溫，而在電場、高溫、溶解氧、水分和金屬催化劑的作用下，油箱內(nèi)的絕緣油不可避免的會發(fā)生氧化縮合而產(chǎn)生油泥，而一旦這些油泥沉積在油箱內(nèi)，會嚴重影響散熱，引起高過載變壓器繞組局部過熱，使得高過載變壓器的工作溫度升高，甚至燒壞；而環(huán)烷基油富含的環(huán)烷烴和適量的芳烴，溶解能力適宜，能夠較容易的將產(chǎn)生的氧化油泥溶解分散而避免工作溫度升高。附圖說明圖1為本發(fā)明高過載變壓器實施例的線圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明高過載變壓器的油箱示意圖；圖3為圖2中a—a的剖面圖。具體實施方式下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：說明書附圖中的附圖標記包括：鐵芯1、高壓繞組2、低壓繞組3、油箱4、波紋片41、隔板43。實施例：高過載變壓器，包括鐵芯1、高壓繞組2、低壓繞組3和油箱4；如圖1所示，鐵芯1為由高導磁硅鋼或非晶合金疊積形成的橢圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯1的磁通密度為1.65t；本實施例中選用非晶合金材質(zhì)，具有渦流損耗低、空載損耗小等特點，適宜農(nóng)網(wǎng)運行條件；低壓繞組3四單根4.5x8.75紙包銅扁線繞，匝數(shù)為39，低壓繞組3的電流密度小于3.5a/mm2；高壓繞組2為橢圓多層圓筒式結(jié)構(gòu)，不存在尖角和直線部分，匝數(shù)為1024，幅值裕度減小1％～2％；高壓繞組2和低壓繞組3采用dyn11或yyn0的連接組別，本實施例中采用yyn0，即高壓側(cè)采用星形接法，低壓側(cè)同樣采用星形接法且有中性線抽頭，高壓與低壓沒有相位差；星形接法是三相交流電源與三相用電器的一種接線方法。把三相電源三個繞組的末端、x、y、z連接在一起，成為一公共點o，從始端a、b、c引出三條端線，是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個正弦電源以一定方式連接向外供電的系統(tǒng)；如圖2-3所示，油箱4的散熱結(jié)構(gòu)為隔板散熱結(jié)構(gòu)，加快絕緣油對流，散熱效果好；油箱4的絕緣油采用耐熱等級為b級環(huán)烷基油，耐熱溫度為120℃。對比例：采用b級絕緣200kva高過載變壓器，型號為s13-m(b)-200/10gz。設定實施例和對比例中的變壓器的參數(shù)均相同，具體為：額定容量為200kva，高壓額定電壓為10kv，低壓額定電壓為400v，頻率為50hz的條件下在環(huán)境溫度為45℃時，對實驗例和對比例的變壓器的過載倍數(shù)為1.5倍下運行6小時、過載倍數(shù)為1.75倍下運行3小時和過載倍數(shù)為2倍下運行1小時的過程中，對變壓器頂層的油溫進行測量，測量的記錄結(jié)果如表一。表一：1.5倍過載1.75倍過載2倍過載實施例87℃82℃90℃對比例91℃87℃95℃由上表可以得到，在同一個運行條件下，本發(fā)明中的變壓器的溫度相較現(xiàn)有的變壓器的溫度低，而由于兩個變壓器的參數(shù)均相同，所以，這兩個變壓器產(chǎn)生的熱量應該是相同的，而由實施例中變壓器的溫度低，我們可以得出，實施例中變壓器的散熱更好。與現(xiàn)有的熱阻法對變壓器的溫升進行計算，計算如下：△t＝rth(pw+pc)；式中，溫升δt(℃)為溫升，rth(℃/w)為變壓器熱阻；pw(w)為變壓器銅損，pc(w)為變壓器鐵損；本發(fā)明還提出提出一種溫升計算的方法，具體的計算如下：過載下總損耗：p總損耗＝p0+1.032pfxn2(1)油溫升增量:△δ＝δ油-空(1-e(-t/3))(2)過載下油平均溫升:δ油平均＝δ油-空+△δ(3)過載下繞組損耗:pf損耗＝(pf+p渦)xn2(4)繞組對空氣溫升:δ銅-油＝0.065x(1.032xpf損耗)0.8+0.002x(n層數(shù)-2xn散熱面)x(1.032xpf損耗/s表面積)x0.64(5)以上式中n為過載倍數(shù)；t為過載時間(h)。在滿足1.5倍額定容量6h(負荷上升和下降階段各3h),1.75倍額定容量3h(負荷上升和下降階段各1.5h),2.0倍額定容量1h階段性連續(xù)運行的情況下進行計算，并將計算后的結(jié)果與實際測量得到的計算結(jié)果進行記錄，結(jié)果記錄如表二。表二說明：計算值(一)為采用本發(fā)明提出的計算方法得到的數(shù)值，計算值(二)為采用熱阻法得到的數(shù)值。由表二可得，采用本發(fā)明的計算方法算得的變壓器上層油平均溫升計算數(shù)值與試驗最大偏差為2.5％，熱阻法算得的變壓器上層油平均溫升計算數(shù)值與試驗最大偏差為9.4％；采用本發(fā)明的計算方法算得的變壓器的高壓繞組溫升計算數(shù)值與試驗最大偏差為1.2％，熱阻法算得的變壓器的高壓繞組溫升計算數(shù)值與試驗最大偏差為3.2％，由此可知，采用本發(fā)明提出的計算方法得到的計算結(jié)果與實際的結(jié)果偏更小，因此，本發(fā)明提出的這種升溫計算的算法更為準確的。以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。當前第1頁12